DiSCLOSURE

キーボードのキーを叩くのに必要な力

…気力体力、そんな話ではなく真面目な物理的話です（ぉ

いや、日ごろ打っていると手が疲れたな、って思うときもあるんですよね。なので
どれくらいの力が要るのかを簡易的に調べてみました。

調査に使用したのは私が使っている
マイクロソフト　ワイヤレス　マルチメディア　キーボード　という品物です。
リンク貼るのもアレなので写真はこちら。

それで、まずキーボードを指で押し込むために必要な力を求めないといけませんので、
それをやりやすい（面積の広い）Enterキーを使って調べてみることにします。

では実際にどの程度の力が必要なのか。
それを調べるために、物体をキーの上に乗せて質量を調節し、ちょうど沈み込むか沈み込まないか
というあたりの時の物体の質量を求めます。

私の机の引出しに入っていた旅行カバンの鍵と、調節用に
５００円硬貨、１００円硬貨を用意してキーの上に乗せてみたところ、

鍵に加えて５００円硬貨一枚と１００円硬貨一枚を乗せた時（①：上）はぎりぎりで沈まず、
１００円硬貨をさらに一枚加える（②：下）と沈むことがわかりました（写真わかりにくい

①のとき、鍵と硬貨を合わせた重さを量ると６０ｇｗ＝０．０６ｋｇｗでしたので
キーを押し込むために必要な力をＦ、重力加速度をｇとおくと、　Ｆ＝０．０６ｘｇ＝０．０６ｘ９．８＝０．５８８[Ｎ]

よってキーを押し込むためには、低く見積もって０．５８８Ｎの力が必要になります。
（空気抵抗その他は無視、全ての力がEnterキーにかかっているとします）
また、すべてのキーにこの値が適用されるとすると、
キーが沈む距離を⊿ｓとおいて
指が加える力がする仕事Ｗはキーを一回押し込む動作あたり、　Ｗ＝Ｆ⊿ｓ＝０．５８８⊿ｓ[Ｊ]
複数のキーの⊿ｓを測り平均を出してみると　⊿ｓ＝３．２[ｍｍ]＝０．００３[ｍ]　大雑把ではありますが
これをＷの式に代入して　Ｗ＝０．５８８ｘ０．００３＝０．００１７６４[Ｊ]

Ｊ（ジュール）という単位を説明すると、
１Ｊは水１ｇの温度を０．２４℃上げるために必要な熱量ということですから
例えば０℃の水１００ｇの温度を１０℃上げるためには
キーボードのキーを少なく見積もって
約（１００ｘ１０／０．２４)／Ｗ＝２３６２０５５．９３回叩かなければなりません（ぇ
頑張って沸騰させるには、１００℃上げなければいけませんので
さらにその１０倍の２３６２０５５９回となります。
まぁこれはキーボードを叩くその力を１００％温度上昇に使用できるような状況があればの話ですが（汗

……ってか２３６万回……やはりキーボードのキーを押す運動なんてたいしたことないのか（ぇ

さらに、キーを一回押し込みきるまでの時間を⊿ｔとおくと、
仕事率Ｐは、　Ｐ＝Ｗ／⊿ｔ＝０．００１７６４／⊿ｔ[Ｗ]
ここでキーを連続で１０回叩き、平均的に⊿ｔを求めると　⊿ｔ＝０．２[ｓ]　またまた大雑把ですが
これをＰの式に代入して　Ｐ＝０．００１７６４／０．２＝０．００８８２[Ｗ]

Ｗ（ワット）はよく知られていますが、１秒あたりにする仕事の量を表す単位です。
例えばよくあるのがドライヤーの１５００Ｗとか掃除機の５００Ｗとかいった表示ですね。
このキーボードのキーをたたく動作の仕事率は先ほど書いたとおり０．００８８２Ｗですから、
…………トイレの白熱電球にも余裕で負けてます（当たり前

ちなみに、トイレの白熱電球が４０Ｗだとすると（いろいろ種類はありますが
この仕事率に勝つためにはキーを叩くスピードをあげるか、
キーのバネをものすごく硬くして押すのに必要な力を増やすか、
あるいはものすごく押し込まないといけないキーボードを使う（謎　ということが考えられますが
キーボードのキーを押し込む強さっていうのは
どのキーボードでもだいたい似たり寄ったりだと思うので（ノートPCはおそらく別ですが
キーボードを叩く速さをウルトラ速くすることを考えてみます（ぉ

キーボードを叩く速さ、すなわち先ほどの⊿ｔにあたるものを⊿ｔ’とおくと
Ｐ＝Ｗ／⊿ｔ’＝０．００１７６４／⊿ｔ’＝４０[Ｗ]　したがって求める⊿ｔ’は
⊿ｔ’＝０．００１７６４／４０＝０．００００４４１[ｓ]

つまり０．００００４４１秒あたり一回キーを叩く計算（爆
ものすごくわかりにくいので１秒あたりの回数に直すと、
これまたアホみたいな数字の２２６７５．７４回（死
これを１分あたりに換算すると１３６０５４４．２１回。
そこでワードで直接入力でa;sdlfkjaojfoiflfmaskj……とランダムに１分ひたすら打ってみたところ

１３０５文字ということでまったくもって足りませんｗ
また、この１３０５文字という数字を使ってワット数を求めてみると
１文字あたりにかかる時間は　６０／１３０５＝０．０４５９７７０１[ｓ]　となりますから、
これをさきほどのＰの式に代入して、Ｐ＝０．００１７６４／０．０４５９７７０１＝０．０３８[Ｗ]

…そういうわけで私のワット数は０．０３８Ｗとわかりました（何

まぁ感想を書くと、やはり大したことないなという気持ちに尽きますね。
意外に結構な仕事量になっていたりしたら面白かったんですがｗ
ということなので、PCの前に座ってチャットしてるくらいでは運動になりません、
休日は外へ出て体を動かしましょうね（ぇ

……そんなことは調べなくてもわかるだろうとかいうツッコミは痛いのでやめてください………

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